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研究人员为探究阿特拉津(ATR)对人体 T 细胞的影响,开展体外研究,发现 ATR 会导致 CD4+ T 细胞失衡,影响人体健康。
# 阿特拉津对人体 CD4
+ T 淋巴细胞亚群的影响研究解读
在农业生产中,除草剂的使用极大地提高了农作物产量,但同时也给环境和人类健康带来了潜在威胁。阿特拉津(Atrazine,ATR)作为一种广泛使用的广谱除草剂,虽然在欧盟已被禁用,但在美国、澳大利亚、中国等多个国家仍在使用。它能在地下水中长期残留,还会污染水源,甚至在供人类食用的动物体内也能检测到其存在。
ATR 被归类为内分泌干扰物,它可通过诱导 CYP19(芳香化酶)转录来提高雌激素水平。已有研究表明,接触内分泌干扰物与癌症、自身免疫性疾病和神经系统疾病的风险增加有关。不过,ATR 对免疫系统的影响尚不明确,其免疫毒性可能不仅源于内分泌干扰,还可能与对免疫细胞的直接作用有关。此前关于 ATR 对人类影响的研究较少,且现有研究受多种因素干扰,难以明确其具体影响。因此,探究 ATR 对人体免疫系统的作用显得尤为重要。
为了深入了解 ATR 对人体免疫系统的影响,来自意大利佩鲁贾大学和米兰大学的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Archives of Toxicology》上。该研究聚焦于 ATR 对人外周血单个核细胞(PBMC)中辅助性 T 细胞(Th)亚群分化的影响,通过对表型标志物和细胞因子表达的研究,揭示了 ATR 对人体免疫系统的潜在危害。
在研究方法上,研究人员从意大利米兰 Niguarda 医院获取健康供体的血沉棕黄层样本,分离出 PBMCs 进行培养。在培养过程中,添加不同浓度的 ATR(0.1 - 100 μM),同时设置对照组。实验结束后,运用细胞计数、染色和流式细胞术等方法检测细胞增殖、活化及细胞因子分泌情况,并通过 t - 分布随机邻域嵌入(t - SNE)分析 T 细胞亚群的分化情况,最后利用统计分析评估实验结果的显著性。
研究结果主要如下:
- ATR 处理在测试浓度下无细胞毒性:研究人员首先评估了 ATR 的细胞毒性。结果显示,与对照组相比,ATR 处理 4 天后,总细胞数、活细胞数和死细胞数均无显著变化。这表明在实验设置的浓度范围内,ATR 不会对细胞的生存产生直接的毒性作用。
- ATR 处理降低活化和产生细胞因子的 CD4+ T 细胞百分比:通过流式细胞术分析发现,ATR 处理会抑制 T 细胞的活化,且呈剂量依赖性。同时,ATR 处理还显著降低了产生细胞因子的 CD4+ T 细胞的百分比,在女性供体的 PBMC 中这种影响更为明显。
- ATR 降低 CD4+ T 细胞百分比:由于 ATR 对 CD4+ T 细胞活化有抑制作用,研究人员进一步检测了其对 CD4+ T 细胞增殖的影响。结果发现,ATR 暴露显著降低了 CD4+ T 细胞的百分比,在 100 μM ATR 处理时,男性和女性组的 CD4+ T 细胞百分比均显著下降。
- ATR 减少 IFN - γ 和 IL - 22 产生细胞的百分比:研究人员评估了 ATR 对不同细胞因子产生细胞的影响。数据表明,ATR 处理显著降低了 IFN - γ 和 IL - 22 产生细胞的百分比,且呈剂量依赖性。女性的 PBMC 对这种抑制作用似乎更敏感。
- ATR 调节细胞因子产生细胞,促进 Th2 相关表型:重新分析数据发现,ATR 处理会改变细胞因子产生细胞内的细胞因子平衡。在溶剂对照(SCTRL)中,男性来源的 CD4+ T 细胞在促炎和抗炎细胞因子产生方面表现平衡,而女性来源的 CD4+ T 细胞则偏向于促炎细胞因子产生(Th1 细胞)。ATR 处理后,IFN - γ 产生 T 细胞的百分比下降,而 IL - 4、IL - 10 和 IL - 17 产生细胞的百分比呈上升趋势,尤其是在较高 ATR 浓度下。这使得 Th1/Th2 比值降低,表明 ATR 使 CD4+ T 细胞活化向 Th2 主导的反应转变。
- tSNE 分析证实向 Th2 相关表型的转变:tSNE 分析进一步验证了 ATR 诱导的 CD4+ T 细胞分化失衡。分析发现,表达高和非常高水平 IFN - γ 的两个亚群(A 和 B)在 100 μM ATR 处理后几乎消失,而表达 IL - 4 和 IL - 10 的亚群(E)百分比不变,但由于 IFN - γ+细胞显著减少,整体平衡向 Th2 细胞倾斜。此外,ATR 处理还使 FoxP3+调节性 T 细胞(Treg)亚群(F)在 100 μM ATR 处理时数量翻倍,但个体间存在差异。
研究结论和讨论部分指出,该体外研究表明 ATR 对 CD4+ T 细胞有多种影响,包括抑制活化和增殖、减少 IFN - γ 和 IL - 22 产生细胞、导致 Th1/Th2 失衡向 Th2 表型转变以及对 Treg 细胞分化 / 扩增的个体特异性影响。这些影响在男性和女性中均存在,且女性更为显著。结合相关研究中 ATR 在人体组织中的可能浓度,研究预测,生活在 ATR 污染地区的人群,若组织中 ATR 浓度达到 1 - 10 μM,可能会出现 Th1/Th2 失衡,增加患哮喘等 Th2 相关疾病以及癌症的风险。然而,该研究也存在一定局限性,如体外研究无法完全模拟体内环境、未考虑多种污染物同时存在的情况以及样本数量有限等。尽管如此,这项研究仍为深入了解 ATR 对人体免疫系统的影响提供了重要依据,有助于评估其对人类健康的潜在风险,为相关政策制定和进一步研究奠定了基础。